DK173069B1 - Fremgangsmåde ved og ovn til elektrisk smeltning af glasmateriale - Google Patents

Description

i DK 173069 B1

Opfindelsen angår en fremgangsmåde ved elektrisk smeltning af glasmateriale i et ildfast kar under anvendelse af neddykkede, vertikale elektroder, der udvikler energien ved Joule-effekt i glasmaterialet, og hvor det 5 råmateriale, der skal smeltes, spredes i et jævnt lag på overfladen af smeltebadet i karret. Den vedrører navnlig den teknik, hvor man udnytter ledningsevnen i det smeltede glas for at frembringe den fornødne energi til smeltning af råmaterialerne.

10 I længere tid har anlæg til produktion af glas været udstyret med smelteovne, der blev fødet med fossilt brændsel, navnlig gas. Dette var navnlig tilfældet for anlæg til kontinuert storproduktion af f.eks. planglas eller flaskeglas. I disse store ovne blev den elek-15 triske energi, når den er blevet anvendt, først og fremmest brugt som tilskud til opretholdelse af glastemperaturen i de koldere zoner eller uden for ovnen under overførslen til bearbejdningsstationerne eller også for at fremkalde visse konvektionsbevægelser med det formål 20 at opnå en bedre homogenisering, klaring eller transport af det smeltede materiale.

Den egentlige elektriske opvarmning blev først anvendt i små anlæg, hvor en større smidighed 1 anvendelsesforholdene ansås for at være nødvendig, variatio-25 nerne i de energimæssige priser og den progressive løsning af visse teknologiske problemer har fornylig ført til udviklingen af store produktionsenheder, hvori hele produktionsprocessen bortset fra igangsætningen foregår under brug af elektrisk energi. Denne udvikling kræver 30 løsningen af yderst Indviklede teknologiske problemer.

For eksempelvis at undgå oxydation af elektroderne af overfladen på badet blev det foreslået, at neddykke disse elektroder fuldstændigt. Det er f.eks. den løs- 2 DK 173069 B1 ning, der er bekrevet i fransk offentliggørelsesskrift nr. FR-Al-2 552 073. I henhold til dette offentliggørelsesskrift er elektroderne opstillet vertikalt i badet, på bunden af ovnen. Andre konstruktioner har også elek-5 troder, der er ført Igennem ovnens sidevægge".

Bortset fra de fordele den giver, hvad angår korrosionsproblemerne giver neddykningen af elektroderne også mulighed for en bekvem og ensartet tilførsel af råmaterialerne til overfladen på badet. Der er flere grun-10 de til at man på overfladen af smeltebadet ønsker et relativt tykt lag af det materiale, der skal smeltes. Et sådan lag danner ved kontakt med smeltebadet et permanent forråd af materialet, som er nødvendigt til kontinuert drift. Dette lag beskytter også smeltebadet mod 15 alt for kraftige varmetab ved konvektion i kontakt med atmosfæren og især ved udstråling.

Medens ovne af den type, der er beskrevet i nævnte offentliggørelsesskrift finder store industrielle anvendelser, giver de ikke nødvendigvis mulighed for bedst 20 at opfylde alle de krav, der stilles i praksis. Eksempelvis er det ønskeligt i visse tilfælde og med det klare formål at begrænse anskaffelsesudgifterne at kunne transformere anlæg, der arbejder med brændere, så vidt muligt under bibeholdelse af de eksisterende elementer, 25 navnlig de ildfaste materialer, der udgør karret. En sådan transformation er umulig, når elektroderne skal placeres på bunden af karret eller i ovnens sidevægge.

For ovne med neddykkede elektroder er der kun begrænsede muligheder for indstilling af elektroderne. For 30 en given driftstilstand giver sådanne ovne ganske vist helt tilfredsstillende resultater, men de egner sig mindre godt til hyppige og/eller væsentlige ændringer i driftstilstanden.

3 DK 173069 B1

Selvom man nu har godt styr på teknologien med neddykkede elektroder og for disse elektroder' kan forvente levetid af sammen størrelsesorden som for de ildfaste materiale, kan man dog ikke se helt bort fra en 5 for tidlig beskadeligelse af en eller flere elektroder med heraf følgende driftsforstyrrelser.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en elektrisk smelteoven, som kan installeres under bibeholdelse af en del af elementerne i en konventionel ovn med 10 brænder, og hvor der sikres vidt forskellige driftstilstande under opretholdelse af en tilfresstillende termisk virkningsgrad.

Med henblik herpå er en fremgangsmåde af den indledningsvis angivne art ifølge opfindelsen ejendommelig 15 ved, elektroderne placeres i en afstand fra karrets ildfaste vægge på i det mindste det halve af afstanden mellem to ved siden af hinanden beliggende elektroder, at smeltebadets dybde er på i det mindste 500 mm, og at beliggenheden af niveauet for temperaturmaksimumet juste-20 res ved indstilling af elektrodernes neddykningsdybde i smeltebadet. Opfindelsen ang&r også en ovn til udøvelse af fremgangsmåden, hvilken ovn er af den art, hvor smelteenergien udvikles ved Joule-effekt i smelteovnen, der indbefatter et ildfast kar, og hvor smelteelektroderne 25 er neddykket vertikalt fra overfladen af badeT: og igennem det lag råmateriale, der skal smeltes og som overdækker badet, og er ejendommelig ved, at elektroderne er placeret i en afstand fra karrets ildfaste vægge på i det mindste det halve af afstanden mellem to ved siden 30 af hinanden beliggende elektroder, at smeltebadets dybde er på mindst 500 mm, at elektroderne bæres af bevægelige holdere, at forbindelsen mellem holder og elektrode befinder sig umiddelbart under smeltebadets overflade, og 4 DK 173069 B1 at elektrodernes bestanddele er udskiftelige, idet et sæt længdeforskellige elementer giver mulighed for at ændre neddykningsdybden og derved at ændre niveauet for den zone af smeltebadet, der er bragt op på den højeste 5 temperatur.

Opfindelsen byder på en række specifikke fordele, som skal omtales nærmere nedenfor, navnlig den fordel, at ovnens impedans kan varieres kraftigt under hensyntagen til modifikationer i de producerede glasarter eller 10 til ændringer 1 produktionsmængden (opfindelsen tager først og fremmest sigte på glasarter, der har høj resis-tivitet), at sliddet på de ildfaste materialer kan reduceres, uanset den valgte driftstilstand, at der er mulighed for at bruge smeltekar af ildfaste materialer med 15 relativt stor ledningsevne, uden ændringer i ovnens ydelse, og at der er mulighed for inden for et kort tidsrum at foretage driftsændringer uden driftsafbrydelse .

Til opnåelse af disse fordele og andre som skal 20 omtales nærmere senere går opfindelsen ud på at foretage elektrisk smeltning ved Joule-effekt, i smelteovnen ifølge opfindelsen er elektroderne således opstillet, at temperaturerne i et givet niveau er helt ens bortset fra zonerne i umiddelbart nærhed af væggene, hvilke zoner 25 hensigtmæssigt holdes på en lavere temperatur. Desuden kan positionen af elektroderne ændres med henblik på indstilling af den etablerede temperaturgradient i vertikal retning, afhængigt af den valgte driftstilstand.

For at kunne bruge smeltekar, der allerede er be-30 regnet til drift med brændere har opfinderne valgt den løsning, hvor elektroderne neddykkes i badet gennem dets frie overflade. Forsøgene har vist, at den løsning frem-byder på forskellige fordele hvad angår den nemhed.

5 DK 173069 B1 hvormed den kan tages i brug og hvad angår egenskaberne hos sådanne ovne. Det forhold at elektroderne indføres gennem den frie overflade på badet, fjerner naturligvis de vanskeligeheder, der knytter sig til gennemføring af 5 elektroderne gennnem det ildfaste materiale og navnlig de vanskeligheder, der knytter sig til udskiftningen af brugte elektroder, tstning eller slid af ildfaste materialer.

Sidstenævnte problem opstår navnlig i forbindelse 10 med vertikale elektroder på bunden af karret, jf. fx DK patentskrift nr. 159.816. I dette tilfælde konstaterer man en øget erosion af det ildfaste materiale i området ved foden af elektroden, med heraf følgende indflydelse på ovnens levetid. For at afhjælpe den slags 15 ulemper tager man sædvanligvis forholdsregler for at forøge bestandigheden i denne zone, idet elektroden eksempelvis placeres på en sokkel, der danner et fremspring på karbunden. En sådan løsning er dog ikke tilfredsstillende, fordi den ikke direkte fjerner årsagen 20 til denne erosion og udover den ulempe, som sliddet på de ildfaste materialer indbærer, hvad angår ovnens levetid, er en ændring af beskaffenheden i det smeltede materiale ved iblanding af stykker, der hidrører fra de ildfaste vægge, en ikke ubetydelig gene. Indholdet af 25 sådanne bestanddele i forhold til hele smeltebadet kan være meget lille, men er ofte årsagen til mangel på homogenitet i det tilberedte materiale, fordi disse bestanddele ikke "fordøjes" helt.

Denne type vanskeligheder gør sig især gældende 30 i f.eks. ovne, der bruges til smeltning af glas, som så bruges til fremstlllng af fibre af den såkaldte "textiltype" eller forstærkningsfibre. I så fald er det nødvendigt at råde over et smeltematelale, der ikke in- 6 DK 173069 B1 deholder ikke-smeltede partikler. Tilstedværelsen af sådanne partikler fører til stort kassationsomfang,når der er tale om fremstilling af fibre. Af denne grund foretages smeltningen af glas fortrinsvis i et kar, hvis ild-5 faste materiale ikke har tendens til at danne sådanne ikke-smeltede inklusioner. Derfor undgår man at anvende ildfaste materialer på basis af zirkon og anvender i stedet for ildfaste materialer på basis af chromoxyd.

Disse har en ikke-ubetydelig ledningsevne ved de pågæl-10 dende arbejdstemperauter, og man kan derfor ikke anbringe elektroderne i kontakt med eller i umiddelbar nærhed af det ildfaste materiale. Udførelsesformerne 1 henhold til opfindelsen afhjælper disse vanskelige problemer.

En lignende vanskelighed opstår når der er tale 15 om ovne til produktion af flaskeglas. I disse ovne udgøres en del af råmaterialerne af genbrugsglas. Selvom det udsættes for sortering, indeholder genbrugsglasset ofte metalliske partikler, der hidrører fra kapsler. Disse metalpartikler danner efterhånden i bunden af karret et 20 ledende smeltet lag, der kan kortslutte elektroderne, når disse er anbragt på karbunden. Udførelsesformerne i henhold til opfindelsen afhjælper også dette problem.

Den detaljerede undersøgelse af erosionsfænomenerne i forbindelse med neddykkede elektroder har givet 25 opfinderne mulighed for præcis bestemmelse af de mest egnede betingelser for udøvelse af denne smelteteknik.

Det har således vist sig at være hensigtmæssigt at begrænse tilstedeværelsen af temperaturinversionsgradienter, det vil sige dannelse af zoner med høj temperatur 1 30 nærheden af bunden. I så fald dannes der udover selve temperaturen, der fremmer angrebet på det ildfaste materiale kraftige konvektionsstrømme 1 badet ved kontakt med bunden, hvilket yderligere fremmer erosionen. Derfor 7 DK 173069 B1 forsøger man i henhold til opfindelsen at lokalisere de varmeste zoner 1 den øvre del af smeltebadet, med de nedenfor angivne forbehold, der knytter sig til ændringer i driftstilstanden.

5 Brugen af neddykkede elektroder giver mulighed for at holde overfladen på det smeltede materiale på de højeste temperaturer, når dette er nødvendigt, navnlig når der ønskes stor produktionsmængde. Med henblik herpå er det nødvendigt at justere neddykningsdybden. Det er 10 klart at en vis dybde er nødvendig for at sikre et tilstrækkeligt aktivt areal på elektroden. I praksis er det nødvendigt at begrænse den anvendte strømtæthed i elektroderne, hvilket dels sikrer en bedre fordeling af den udviklede energi, dels nedsætter sliddet på elek-15 troderne ved at begrænse de lokale overopvarmninger. Man har dog en vis frihedsgrad for såvidt man for ikke at forøge strømtætheden for meget kan forøge den påtrykte spænding eller elektrodernes tværsnitsareal.

Dannelsen af en temperaturgradient, hvis maksimum 20 befinder sig på eller ved overfladen af badet, forhindrer de overflødige konvektionsbevægelser i at opstå, men sikrer også en nemmere smeltning af råmaterialerne, idet den højeste temperatur forekommer på det sted, hvor den effektivt kræves. Det er klart, at smeltningen kræver en 25 væsentligt højere temperatur end den, man har brug for for at omdanne det smeltede materiale, i det omfang hvor de maksimale temperaturer er fastlagt og for ikke at risikere beskadigelse af elektroderne eller af deres holdere er det klart, at smeltningen vil foregå desto hur-30 tigere som den højeste temperatur forekommer ved direkte kontakt med de materialer, der skal smeltes, gom det vil fremgå af eksemplerne kommer dette til udtryk ved en særlig høj produktionskapacitet pr. arealenhed i ovnen.

8 DK 173069 B1

Ved hjælp af neddykkede, dybdeindstillelige elektroder er det omvendt muligt at reducere produktionsmængden ved at forskyde elektroderne nedad. Den varmeste zone befinder sig i så fald i afstand fra overfladen. Globalt 5 opretholdes temperaturen i bunden og temperaturmaksimumet rykkes nedad. Man råder således over bekvemme midler til ændring af ovnens produktionsevne uden ændring af temperaturen i bunden og dermed af glastemperaturen ved afløbet fra ovnen. Denne driftsmidighed har stor betyd-10 ning for ovne hvor kravene til produktionen fører til kraftige variationer i den producerede mængde.

Brugen af neddykkede elektroder i henhold til opfindelsen er også fordelagtig, når man b_ehandler glas, der er uigennemsigtigt overfor de infrarøde stråler. For 15 gennemsigtige glasarter er der en ikke ubetydelig del af smelteenergien, der ved udstråling overføres til råmaterialerne. For uigennemsigtige glasarter,for eksempel glasarter der indeholder en ret stor mængde jernoxid kan udstrålingen ikke udvikle sig på samme måde. Som følge 20 heraf er temperaturen i nærheden af elektroderne højere end i resten af badet. Forskellen er desto større som driftstilstanden svarer til en lavere produktionsmængde. Begrænsningen af virkningen af udstrålingen på smeltningen af råmaterialerne, når man i henhold til opfindelsen 25 lokaliserer den varmeste zone i nærheden af råmaterialerne, har den fordel, at man får et mindre energiforbrug end hos ovne, hvori elektroderne er anbragt på bunden af karret, som 1 henhold til DK-patentskrift nr.

159.816.

30 Etableringen af den ovenfor omtalte temperatur gradient har også andre fordele. Navnlig kan varmetabene gennem væggene begrænses yderst effektivt. Som det også vil fremgå af eksemplerne sikrer opfindelsen også en me- 9 DK 173069 B1 get tilfredsstillende termisk virkningsgrad, idet den fornødne energimængde pr. masseenhed af smeltet materia-le er relativt lav, hvilket gælder for vidt forskellige driftstilstande.

5 Ved kontituert drift har tilstedeværelsen af en sådan temperaturgradient, at de varmeste zoner befinder sig ved overfladen, også fordele, hvad angår kvaliteten af det smeltede materiale. I modsætning til hvad man konstaterer i smeltekar, hvor elektroderne er fast an-10 bragt på bunden eller på væggene, er konvektionsbevægelserne i badet reduceret til et absolut minimum. Han undgår kraftige rørebevægelser i materialet i badet. Sådanne bevægelser fører ganske vist til en vis homogenitet i temperaturen og tilstanden i materialet i hele badet, 15 men dette opnås kun i gennemsnitlige forhold der ikke nødvendigvis svarer til netop det anvendelsestilfælde, man ønsker.

Ved en ovn i henhold til opfindelsen foregår denne homogenisering kun niveaumæssigt. Hvis materialet ud-20 tages fra bunden af karret, vandrer materialet ensartet ovenfra og nedefter udenfor de konvektionsbevægelser, der begrænser sig til de øverste lag. Derfor vil det smeltede materiale, der udgår fra ovnen, for det meste være "klaret". Ligeledes kan den temperatur, der opnås i 25 bunden af ovnen justeres for at nedsætte de senere justeringer, der er nødvendige i det øjeblik man skal anvende det smeltede glas.

Når man ønsker at etablere en stor temperaturforskel mellem den øverste del og den nederste del af 30 badet er det hensigtsmæssigt at begrænse neddykningsdybden for elektroderne. Når denne dybde forøges, konstaterer man, at de varmeste zoner rykker nedad og at der for den samme produktionsmængde simultant forekommer en tem- 10 DK 173069 B1 peraturstignlng ved bunden. Hvis man ønsker at holde temperaturen ved bunden på konstant værdi, samtidigt med at neddykningsdybden forøges, må man samtidig nedsætte den afgivne effekt og dermed den udtagne materialemæng-5 de.

I henhold til en udførelsesform for opfindelsen udnyttes denne karakteristik, når det for et givet anlæg er nødvendigt at opnå en kraftig reduktion eller endog en standsning af produktionen. I så fald forøger man 10 elektrodernes neddykningsdybde, og man reducerer effekten. Dette giver mulighed for dels at holde temperaturen ved bunden på en tilstrækkelig værdi til at materialet ikke størkner, dels at bremse eller praktisk taget standse smeltningen af overfladelaget, idet nedrykningen 15 af den varmeste zone i retning mod bunden af ovnen indebærer at temperaturen ved kontakt med råmaterialelaget aftager.

Det er bemærkelsesværdigt at konstatere - såfremt fordelingen af elektroderne er foretaget på tilfreds-20 stillende måde - at den termiske virkningsgrad kun aftager meget lidt, når man også arbejder med nedsat drift.

Når man omvendt ønsker at forøge ovnens produktionsevne, kan det være hensigtsmæssigt at forøge neddykningsdybden. Dette giver mulighed for at afgive en 25 større elektrisk effekt uden alt for store strømtætheder ved kontakt med elektroderne. Medens den termiske virkningsgrad i en sådan situation er meget tilfredsstillende, konstaterer man dog normalt en stigning i temperaturen af det smeltede glas ved bunden. For at begrænse 30 temperaturstigningen ved bunden af ovnen kan det også være hensigtsmæssigt, når der er tale om aftapning af større mængder, samtidigt med at man forøger den afgivne effekt, at ændre elektrodernes konfiguration i stedet DK 173069 Bt 11 for at forøge neddykningsdybden således, at disse elektroder med den samme, uændrede dybde giver et større elektrodeareal. Dette kan eksempelvis opnås ved at øge elektrodernes diameter eller også at udforme dem som 5 skiver, der er anbragt vandret i badet. På denne måde er det muligt at opretholde en vis temperaturgradient selv for store afgivne materialemængder. Denne gradient vil dog være svagere end den man etablerer, når der er tale om mindre udtagne materialemængder. De bedste opstillin-10 ger for elektroderne i det vandrette plan er som angivet i ovennævnte offentliggørelsesskrift. Elektroderne er jævnt fordelt over hele arealet på badet. Ved forsyning med trefaset strøm er elektroderne fordelt i et ordnet arrangement omfattende mindst to rækker af tre ekvidi-15 stante elektroder. Elektroderne i den første række fødes med hver sin fase R,S,T. Elektroderne i den anden række fødes med hver sin fase i omvendt rækkefølge T, S, R således, at midterelektroderne indbyrdes er i fase medens yderelektroderne i rækkerne indbyrdes har forskellig 20 fase. Afstanden mellem to elektroderækker er tilnærmelsesvis lig med afstanden mellem to elektroder i en og samme række.

Man kan komplettere denne opstilling med yderligere elektroderækker, der er opstillet efter de princip-25 per, som er angivet i nævnte patentskrift.

Den regelmæssige fordeling af elektroderne fører til større ensartethed i temperaturerne også i den zone, der svarer til den neddykkede del af elektroderne. I denne zone er temperaturen i umiddelbar nærhed af elek-30 troderne væsentligt højere, men forskellene overfor smeltebadet omkring elektroderne udjævnes meget hurtigt, således at man med god tilnærmelse kan betragte det øvre lag som værende ved en nærmest ensartet 12 DK 173069 B1 temperatur. Dette bekræftes af de i udførelseseksemplerne angivne niveaumæssige temperaturmålinger.

Det er bemærkelsesværdigt, at temperaturensartet-heden også opnås i de zoner, som ikke befinder sig mel-5 lem elektroder, der har vekselvirkning med hinanden. De områder af badet, der befinder sig mellem elektroderne og sidevæggene, når op på temperaturer, der kun afviger lidt fra temperaturerne i de "centrale" områder. Et væsentligt temperaturfald forekommer kun ved kontakt med 10 væggene. Den temperaturensartethed, som er en konsekvens af denne fordeling af elektroderne er også en faktor, der sikrer god termisk virkningsgrad.

Derimod ville elektroder anbragt langs væggene også kunne føre til ensartede temperaturer, men de vil 15 have den ulempe at der dels er væsentligt højere varmetab, dels en meget hurtig erosion af de ildfaste materialer i umiddelbar nærhed af elektroderne - grunden hertil er angivet foroven - eftersom der herved langs væggene forekommer en kraftig temperaturstigning og der-20 med kraftigere konvektionsstrømme. Som iøvrigt angivet foroven vil tilstedeværelsen af elektroderne i nærhed af væggene begrænse valget af de ildfaste materialer, der udgør smeltekarret. Det vil således være vanskeligt at anvende ledende, ildfaste materialer.

25 Af disse grunde holdes elektroderne ifølge opfin delsen i en vis afstand fra sidevæggene. Under de sædvanlige driftsforhold og navnlig med glasarter med lille eller middelstor lednings-evne kan denne afstand hensigtsmæssigt være på i det mindste det halve af afstan-30 den mellem to ved siden af hinanden beliggende elektroder, der har vekselvirkning med hinanden.

De ovenfor angivne afstandsmæssige forhold gælder for de mest anvendte silicium- natrium- kalcium- glasar- 13 DK 173069 B1 ter med relativt højt indhold af alkalisk materiale. Afstanden mellem samvekslende elektroder kan også være mindre, når der behandles glasarter med større ledningsevne, navnlig glasarter til fremstilling af 5 forstærkningsfibre, hvor alkaliindholdet er relativt lavere. For disse glasarter kan afstanden mellem elektroderne og ovnvæggene være tilsvarende større end når der skal arbejdes med glasarter med lavere ledningsevne.

Generelt og under opretholdelse af de ovenfor om-10 talte forhold for afstand fra elektrode til væg, kan det være hensigtsmæssigt at ændre afstanden mellem elektroderne afhængigt af det behandlede materiales tilstand.

Det drejer sig ikke alene om at tage hensyn til glassets ledningsevne, når man når op til den nominelle produk-15 tionsdrift, men i påkommende tilfælde også at afpasse konfigurationen af hele smelteanlægget efter de særlige forhold, der svarer til igangsætningen af anlægget. I sidstnævnte tilfælde kan det være hensigtsmæssigt at gå i gang med elektroder der befinder sig tæt ved hinanden, 20 hvorpå afstanden progressivt øges efterhånden som materialerne smelter.

Den ovenfor beskrevne fordeling af elektroderne indebærer en vis ændring i ovnkonstruktionen. Man kunne foreslå blot at indføre elektroderne gennem åbninger i 25 det ildfaste loft ovenover smeltebadet, men denne løsning giver dog ikke mulighed for at flytte elektroderne på overfladen af badet eller for at få en meget ensartet tilførsel af råmaterialerne. Uanset den udførelsesform man vælger for tilførselsmidlerne, skal disse være i 30 stand til, under hele driftsperioden for ovnen, at dække hele overfladen med et så ensartet lag af pulverformet råmateriale som muligt. Elektroder eller elektrodeholdere, der går igennem loftet, vil skabe forhindring i be- 14 DK 173069 B1 vægeisen for midlerne til fordeling af råmaterialet. Af disse grunde er elektroderne i henhold til en udførelsesform for opfindelsen anbragt på holdere, der fra smeltekarrets sidevægge rækker hen over smeltebadet.

5 Midlerne til tilførsel af råmateriale er således opstillede, at de føres hen over elektroderne og deres holdere.

Selv om materialelaget på overfladen af smeltebadet danner skærm mod varmetabene, er det hensigtsmæssigt 10 at anbringe et ildfast loft oven over badet. Tilstedeværelsen af dette loft er nyttigt navnlig under igangsætningen eller i vågetilstanden, eftersom det skærmende lag af råmaterialer enten mangler eller har stærkt nedsat tykkelse i disse perioder. I en udførelsesform for 15 opfindelsen indebærer dette, at elektrodeholderne opstilles mellem karrets ildfaste sidevægge og loftet.

Det er klart, at mellemrummet mellem karrets vertikale vægge og loftet fortrinsvis bør være så lille som muligt for herved at nedsætte varmetabene. Som iøvrigt 20 omtalt tidligere skal elektroderne kunne udskiftes meget hurtigt enten for at udskifte et udslidt element eller for at ændre konfigurationen af den neddykkede del af elektroden, for eksempel ændre længden af elektroden.

Disse to betingelser taget tilsammen indebærer, at elek-25 trodeholderne skal kunne bevæge sig og at bevægelsen af elektrodeholderen til fjernelse af elektroden gennem det begrænsede mellemrum mellem karret og det ildfaste loft skal kunne foretages Indenfor et begrænset volumen.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende un-30 der henvisning til den skematiske tegning hvor fig. 1 viser et længdesnit gennem et elektrisk smeltekar i overensstemmelse med opfindelsen, fig. 2, et vandret snit i højde med halsen til det i fig. 1 kar.

DK 173069 Bl 15 fig. 3 en graf der for forskellige driftstilstande angiver den opnåede temperaturgradient afhængigt af niveauet i karret, fig. 4 en graf der angiver temperatur forholdene 5 for forskellige udtagne materialemængder, fig. 5a og 5b grafer, der angiver temperaturvariationerne over bredden af karret ved forskellige niveauer og for to forskellige driftstilstande, fig. 6 en graf, der angiver temperaturen ved kar-10 bunden som funktion af produktionsmængden for en ovn i overensstemmelse med opfindelsen og for en ovn, hvor elektroderne er opstillet på bunden af karret, fig. 7 en graf, der for de to typer af ovn i henhold til fig. 6 angiver energiforbruget som funktion af 15 produktionsmængden, fig. 8 et snitbillede gennem en udførelsesform for en elektrode og dens holder, fig. 9 et billede der viser, hvorledes råmaterialebland ingen fordeles i en ovn ifølge opfindelsen, 20 og fig. 10 et snitbillede gennem en del af en udførelsesform for elektrodeholderen.

Det kar, der vises i længdesnit i fig. l og set ovenfra i fig. 2 har den sædvanlige form man anvender i 25 ovne, der skal fungere med brændere. Dette kar er opbygget af ildfaste materialer, i forskellige størrelser alt efter størrelsen af den tilsigtede produktion. Som det skal omtales nærmere senere er en ovn i overensstemmelse med opfindelsen dog i stand til at producere større spe-30 cifikke mængder. Med andre ord kan ovnarealet for en given aftapningsmængde være relativt mindre. Det er også vigtig her at bemærke, at den måde hvorpå ovnen ifølge opfindelsen opvarmes, giver mulighed for, uden større 16 DK 173069 B1 ulemper, navnlig uden større ændringer i det specifikke forbrug, at fungere med eventuelt stærkt nedsat aftapningsmængde i forhold til den nominelle mængde.

En minimal dybde foretrækkes for hensigtsmæssigt 5 at kunne tilvejebringe den vertikale temperaturgradient og for direkte fra bunden af karret at kunne udtage et relativt vel"klaret" glas. Denne minimale dybde andrager 500 mm smeltet materiale. Muligheden for i henhold til opfindelsen at foretage store ændringer i neddyknings-10 dybden for elektroderne giver mulighed for i påkommende tilfælde at anvende dybere kar end normalt, for eksempel kar hvor smeltebadets højde er på mere end 1500 mm.

I den viste udførelsesform udtages det smeltede materiale gennem en hals 2, der er beliggende på den 15 ene side af karret i samme højde som bunden 3. Denne hals 2 har direkte forbindelse med en overgang 4, der fører det smeltede materiale til de forskellige bearbejdningsstationer .

Der er anbragt hjælpeelektroder 5 og 6 i bun-20 den i nærheden af eller i halsen. Disse elektroder kan bruges til at holde materialet smeltet i de perioder, hvor aftapningen standses eller reduceres kraftigt og for at forhindre den lille materialemængde i halsen i at kunne størkne.

25 løvrigt kan elektroderne 5 og 6 også benyttes til justering af temperaturen 1 det udtagne materiale.

Under normal drift er det ikke nødvendigt at forsyne disse elektroder.

Under alle omstændigheder vil den på det pågæl-30 dende sted afgivne effekt, når sådanne elektroder er tilstede på bunden, altid være stærkt begrænset i forhold til den effekt, de neddykkede elektroder afgiver til smeltning, således at erosionsfænomenerne også er DK 173069 Bl 17 ubetydelige. Den største ved elektroderne 5 og 6 afgivne effekt vil eksempelvis være på ikke mere end 1/20 del af den effekt, der i det viste eksempel afgives fra de seks neddykkede elektroder.

5 I den i fig. 1 viste udførelsesform ligger bunden vandret, hvilket er mest almindeligt for karovne. Denne form er endog praktisk taget nødvendig, når man foretager elektrisk smeltning med elektroder, der er anbragt på bunden, og når man ønsker at opnå en meget ensartet 10 opvarmning. Når det drejer sig om neddykkede elektroder, har formen af bunden praktisk taget ingen betydning.

Derfor kan man eksempelvis anvende en bund, der hælder lidt nedad i retning mod materialeaftapningen. Afløbet kunne også placeres vilkårligt i bunden, navnlig cen-15 trait i ovnen.

I det i fig. 1 og 2 viste eksempel er der seks neddykkede elektroder. De forsynes fortrinsvis med trefaset strøm og fordeligen af faserne (R, S, T) er som vist i flg. 2. Denne disposition sikrer en god fordeli-20 ng af faserne og en ensartet afgivelse af energien over hele smeltebadet.

De neddykkede elektroder 7 er jævnt fordelt, således at de hver befinder sig tilnærmelsesvis ved midten af en zone af badoverfladen, idet samtlige zoner har 25 samme størrelse. Ved denne disposition befinder elektroderne 7 sig i passende afstand fra de ildfaste sidevægge 8. I det viste udførelseseksempel er afstanden mellem to ved siden af hinanden beliggende elektroder af samme størrelsesorden som afstanden fra en elektrode til 30 den nærmeste sidevæg 8. Som tidligere nævnt kunne denne afstand være mindre, men afstanden fra elektrode til væg er ikke mindre end det halve af afstanden mellem to ved siden af hinanden beliggende elektroder.

18 DK 173069 B1

Det antal elektroder der anvendes, afhænger af ovnarealet og dermed af ovnens produktionskapacitet. For ovne af større kapacitet kan opstillingen af de trefasede elektroder hensigtsmæssigt være som beskrevet i oven-5 nævnte patentskrift. Opfindelsen kan navnlig tages i brug i ovne, hvis konfiguration svarer til en fordobling af længden af karret, hvilket svarer til at man opstiller to enheder af den viste type ende mod ende. Der kan naturligvis anvendes andre konfigurationer, men de kræ-10 ver specielle foranstaltninger, hvad angår elektrodeholderne i forhold til de udførelsesformer, der beskrives nærmere nedenfor.

Fig. 1 viser også, at smeltebadet 9 er overdækket af uafbrudt lag 10 af råmateriale. Dette lag, som 15 skal være så Jævnt som muligt, kan være mere eller mindre tykt, alt efter driftstilstanden. I normal driftstilstand arbejder man fortrinsvis med en lagt tykkelse på mindst 100 mm for termisk at isolere smeltebadet fra atmosfæren. En større tykkelse kan være hensigtsmæssig, 20 men i praksis bør den ikke være på mere end 300 mm, eftersom denne tykkelse ikke giver fordele og kunne føre til større tykkelsesuregelmæssigheder afhængigt af de for smeltningen privilegerede zoner.

Som det fremgår af fig. 1, er elektroderne 7 25 ført igennem dette dæklag af råmateriale og inden i smeltebadet. Neddykningsdybden afhænger i hovedsagen af den ønskede aftapningsmængde, men også af strømtætheden på overfladen af elektroden. Når der ønskes en stor aftapningsmængde, skal man vælge et kompromis mellem den 30 fordel, man opnår ved opvarmningen på overfladen og med lille neddykningsdybde og behovet for at holde strømtætheden indenfor teknologisk accepterbare grænser. For sådanne større aftapningsmængder holdes dybden fortrinsvis 19 DK 173069 B1 på mindre end 2/3 af dybden i badet, endog på mindre end det halve af denne dybde.

Når der er tale om nedsat aftapningsmængde, Jean det, som tidligere nævnt, være hensigtsmæssigt at fors-5 Icyde de varmeste zoner ned til større dybder. I så fald kan elektroderne hensigtsmæssigt dykke ned til det halve af baddybden eller mere, eksempelvis 3/4 af denne dybde.

For en given ovn og med den samme elektrodeopstilling vil elektroderne ved en produktion på 3 ton pr.

10 døgn og pr. m2 kar eksempelvis dykke ned over 1/3 af dybden i badet, medens de for en aftapningsmængde begrænset til 1 ton hensigtsmæssigt dykker ned over 3/4 af dybden.

Under alle oms tændingheder skal arealet på den 15 neddykkede elektrode være kompatibelt med de acceptable strømtætheder uden at erosionen bliver for kraftig. I praksis vælger man elektroder af tilstrækkelig diameter til at man ikke er bundet af denne begrænsning.

Grafen i fig. 3 viser temperaturgradienten i det 20 ovenfor beskrevne kar ved en produktion på 1,5 ton pr. døgn og pr. m*. Temperaturen måles systematisk på forskellige niveauer.

I denne graf angiver de stiplede, vandrette streger råmaterialelaget samt niveauet for det smeletede ma-25 teriale i overgangen fra ovnen. I det pågældende eksempel har råmaterialelaget en tykkelse på ca. 200 mm, vist ved de to længst bort fra hinanden tegnede streger.

Temperaturkurven A svarer til målinger foretaget i lod med punktet 11 i fig. 2. Kurven G gælder tilsva-30 rende for målinger foretaget i lod med et punkt, beliggende 100 mm fra en elektrode S.

I første tilnærmelse kan man antage disse to kurver for at repræsentere de to ydergrænser for de for den 20 DK 173069 B1 samme driftstilstand målte temperaturer i hver enkelt niveau. For disse to kurver er neddykningsdybden lidt mindre end 1/3 af dybden i badet.

Den første karakteristik ved disse kurver er at 5 temperaturen er højere i nærheden af elektroden. Forskellen er størst i den højeste zone og aftager i retning mod bunden. Den temperaturforskel, der består ved bunden, skyldes i hovedsagen den mere "centrale" placering af målepunktet i nærheden af elektroden S, hvilket 10 punkt er mindre udsat for afkøling via væggene end i det andet tilfælde.

En anden karakteristik i disse kurver er at der bortset fra den øveste del af badet i direkte kontakt med råsmeltematerialet oppefra og nedefter er en regel-15 mæssig reduktion af temperaturen. Forskellen mellem et temperaturmaksimum og et temperaturminimum på den samme vertikale linie andrager ca. 200*C.

I det pågældende eksempel befinder temperaturmaksimumet for de koldeste zoner svarende til kurven A sig 20 tilnærmelsesvis i en dybde svarende til enden af elektroderne. I de varmeste zoner (kurve G) befinder maksimumet sig lidt nærmere overfladelaget.

Kurven C svarer til kurven A, når elektroden er neddykket over 3/4 af dybden i badet, medens den udtagne 25 materialemængde forbliver den samme. I dette tilfælde konstaterer man en mærkbar forøgelse af temperaturmaksimumet i forhold til det foregående tilfælde. Dette maksimum holder sig praktisk taget konstant over en stor andel af højden af badet. Temperaturen ved karbunden fo-30 røges med mere end 100*C. En så stor neddykningsdybde er hensigtsmæssig for en mere nedsat aftapningsmængde. I så fald må man nedsætte den afgivne effekt og 1 korrelation hermed også nedsætte aftapningsmængden, og temperaturen 21 DK 173069 B1 ved bunden kan så også bringes tilbage til værdien for kurven A.

Temperaturforløbet C ligger nærmere det forløb, man konstaterer hos lignende ovne, hvor elektroderne er 5 anbragt på bunden af karret.

Det er interessant at sammenligne disse kurver med de kurver, der er vist i fig. 4, som angiver de samme temperaturforløb for forskellige aftapningsmængder (kurve E: 2,4 ton pr. døgn og pr. m*, kurve F: ca. 3 10 ton). I disse eksempler er neddykningsdybden den samme som for kurven A.

Man konstaterer en generel stigning af temperaturerne i afhængighed af aftapningsmængden. Det bemærkes dog, at medens man holder elektroden i den øverste del 15 af badet, kan man praktisk taget fordoble aftapnings-mængden under opnåelse af en temperatur ved bunden af samme størrelsesorden som den, man måler for kurven C.

Dette bekræfter den fordel der er i at begrænse neddykningsdybden.

20 Kurven D i fig. 3 svarer til en måling af samme type som for kurven λ på et mere "uigennemsigtigt" glas.

Der har et indhold af jernoxid på 0,60 medens indholdet for kurven A er på 0,20. Tilstedeværelsen af dette oxid medfører kraftig absorption af de infrarøde stråler. En 25 sammenligning mellem kurverne A og D viser, at glassets større eller mindre uigennemsigtighed kun har relativt lille indflydelse. Temperaturen ved råmaterialelaget samt maksimumet er praktisk taget uændret, medens temperaturen ved bunden er ca. 20 grader lavere. I modsætning 30 dertil er det for ovne, hvor elektroderne er anbragt på bunden, kendt at et større indhold af jernoxid kræver en mærkbar forøgelse af den maksimale temperatur og af temperatur ved bunden for at opretholde temperaturen ved kontakt med overfladelaget.

22 DK 173069 B1

Fig. 5A viser variationen af temperaturerne på forskellige niveauer i badet (0, 300, 600 og 900 mm ovenover bunden), hvilke målinger er foretaget på tværs af karret og i det vertikale plan, der indeholder punk-5 tet 11. Disse kurver udviser en passende regelmæssighed i de ved et og samme niveau målte temperaturer bortset fra overfladelagets temperaturer, som er mere følsomme overfor de lokale variationer, der skyldes konvektionsstrømme i nærheden af elektroderne. Variationsamplituden 10 forbliver dog begrænset inden for ca. 50*.

Grafen 5A gælder for en aftapningsmængde på 1 ton pr. døgn og pr. m*. Grafen 5B gælder for en aftapningsmængde på 2,5 ton pr. døgn og pr. m1. I sidstnævnte tilfælde konstaterer man en generel temperaturstigning på 15 samtlige niveauer samt også ved bunden. Temperaturgradienten mellem bunden og det varmeste niveau har mindre spredning end i det foregående tilfælde. Den dækker ca.

100’C. Det forhold at temperaturen i den zone, der er i direkte kontakt med råmaterialelaget er lavere, skyldes 20 omfanget af varmetab på dette niveau, hvilket varmetab vokser med temperaturen.

Ud fra disse resultater er der foretaget en systematisk undersøgelse af variationerne i de maksimale temperaturer af bunden i afhængighed af aftapningsmæng-25 den. Denne undersøgelse er blevet foretaget simultant på ovnen i overensstemmelse med opfindelsen (II) og på en tilsvarende ovn, hvor elektroderne er anbragt på bunden (I). Disse målinger er foretaget i forbindelse med produktion af glas på basis af råmaterialer af sædvanlig 30 art, navnlig kalcineret dolomit og ca. 10 vægtprocent glasskår. Det producerede glas havde følgende beskaffenhed : 23 DK 173069 B1

Si02 64,55 Na20 15,60

Al203 3,35 K20 1,35

CaO 7,25 B203 3,60

MgO 3,00 P 0,60 5

Denne glastype bruges navnlig til produktion af isolationsfibre.

Resultaterne vises i fig. 6. I begge tilfælde er der både temperaturstigning og øget aftapningsmængde.

10 For samtlige aftapningsmængder er temperaturen i ovnen ifølge opfindelsen lavere end temperaturerne i en ovn, hvor elektroderne er anbragt på bunden. Medens den konstaterede temperaturforskel for ovnen ifølge opfindelsen er desto større jo mindre mængder, der aftappes, er der 15 dog stadigvæk ca. 50* til forskel for aftapningsmængder i nærheden af 3 ton pr. døgn pr. m*. Denne forskel har ret stor betydning, hvad angår de ildfaste materialers levetid. Denne fordel kan udtrykkes på anden måde. Hvis det antages, at et acceptabelt slid af de ildfaste mate-20 rialer afhænger af en vis temperatur, som ikke må overskrides, kan man se, at ovnen ifølge opfindelsen giver mulighed for at aftappe materialemængder, som man ellers ikke ville aftappe fra en ovn, hvor elektroderne er anbragt på bunden. For sllicium-natrium-kalclum-glasarter 25 af ovennævnte art og ved en aftapningsmængde på 2,5 ton pr. m* og pr. døgn eller mere, kan man, for en ovn i henhold til opfindelsen, eksempelvis opretholde for karbunden en temperatur på mindre end 1400*C.

Ovnen ifølge opfindelsen udmærker sig også ved et 30 relativt lavt specifikt energiforbrug. Denne forbrugsreduktion kan, i det mindste delvis, forklares ved, at de ovenfor angivne temperaturer er lavere, hvorfor der også er nedsatte varmetab. De i fig. 7 viste kurver, der 24 DK 173069 B1 gælder for de to ovnttyper, man ovenfor har sammenlignet med hinanden, viser, at det nævnte forhold ikke er det eneste, der har indflydelse i bestemmelsen af forbruget.

I begge tilfælde nedsættes forbruget, når aftapnings-5 mængden vokser, medens temperaturen vokser som vist i fig. 6. Under alle omstændigheder konstaterer man - ved smeltning af de samme råmaterialer under de samme forhold - at ovnen ifølge opfindelsen (II) alt efter temperaturen giver et ca. 10-15% lavere specifikt 10 forbrug. Den konstaterede forskel vokser, når aftapningsmængden aftager. Ved drift til produktion af mindre end 1 ton pr. m* pr. døgn, overskrider det specifikke forbrug til smeltning af de omtalte silicium-natrium-kalcium -glasarter ikke 1000 kWh pr. ton.

15 Ovnen ifølge opfindelsen udmærker sig også ved et specifikt forbrug, der kun varierer lidt i afhængighed af aftapningsmængden. Denne driftsmidighed føjes til den ovenfor nævnte smidighed, hvad angår muligheden for at arbejde med større aftapningsmængde.

20 For at kunne opnå de angivne resultater skal ba det være dækket med et jævnt lag af råmaterialer, der danner en isolerende skærm. Derfor må råmaterialerne spredes over hele kararealet. De metoder, der tillader en sådan fordeling, er velkendte og bruges meget i for-25 bindelse med elektriske smelteovne, hvor elektroderne er anbragt på bunden. Det drejer sig navnlig om et transportbånd, der fødes kontinuert og hvis ende, hvorfra råmaterialerne afleveres, bringes til, ved kombinerede translationsbevægelser, at dække hele badarealet. Der 30 kan også være tale om apparater, hvor materialetilførslen dækker hele bredden af karret, medens selve apparatet udfører en translationsbevægelse på langs med karret.

25 DK 173069 B1

Hvad enten man anvender en "punktvis" eller "lineær" fordeling, skal organet til materialetilførsel frit kunne bevæge sig ovenover badet. Da der nu anvendes neddykkede elektroder, må man sørge for, at disse elek-5 troder ikke står i vejen for en sådan bevægelse. Fig. 8 viser en udførelsesform for en ovn, der opfylder disse betingelser.

Fig. 8 viser kun en del af ovnen. Den viser skematisk det ildfaste kar bestående af bunden 3 og side-10 væggene 8. Ovenover karret findes der et ildfast loft 12, der er ophængt i et delvist vist metalstativ ovenover ovnen.

Materialetilførslen til ovnen foregår ved hjælp af en lineær fordeler 13, der strækker sig over hele 15 bredden af karret og som kører på en skinne 14 på stativet, som kun vises meget skematisk ved stolpen 15.

Fig. 9 illustrerer skematisk bevægelsen af fordeleren. I positionen A fyldes fordeleren 13 med råmaterialer fra en fødetragt 16, som er beliggende ved den 20 ene ende af karret og uden for ovnen. Den påfyldte fordeler føres hen over karret og begynder at sprede materialet fra positionen B. Denne mekanisme afgiver kontinuert givne mængder af råmaterialer over hele bredden af karret. Fordeleren 13 bevæger sig regelmæssigt frem 25 til positionen C ved enden af karret. Over denne udstrækning og med regelmæssige mellemrum hælder fordeleren materialet ud. Derefter bringes fordeleren 13 tilbage i position A. Materialeuddelingen kan foregå under den fremadgående bevægelse eller både under denne bevæ-30 gelse og returbevægelsen. Medens fordeleren 13 er i bevægelse, foretages der ny påfyldning af tragten 16, der for eksempel kan fødes kontinuert, navnlig fra et transportbånd. Derefter kan en ny arbejdscyklus indle- 26 DK 173069 B1 des. Den netop beskrevne form for materialetilførsel indebærer, at der er fri passage for udstyret mellem karret og loftet. Det er kun den bort fra 13, 16 vendende ende af ovnen, der kan være lukket af ildfast materiale.

5 I henhold til opfindelsen findes der imidlertid bevægelige, ildfaste vægge, som vist ved 17 på de tre åbne sider af ovnen. Disse vægge 17, når de forskydes nedad indtil de hviler på karrets sidevægge 8 giver mulighed for at isolere badet fra den omgivne atmosfære. Dette 10 finder sted, når ovnen bringes i vågetilstand og når det derfor ikke længere er nødvendigt at forsyne ovnen med råmateriale. Ved at lukke ovnen til undgår man kraftige varmetab og badet kan i flere timer holdes flydende uden tilførsel af energi udefra. Som nærmere beskrevet neden-15 for vil de bevægelige vægge 17 sædvanligvis først rykkes ned efter at man har løftet elektroderne 7. Det er dog muligt at udforme væggene 17 med udskæringer ud for elektrodebærearmene 18. Ovnen kan således lukkes praktisk taget helt, medens elektroderne holdes på 20 plads. Dette giver mulighed for at forsyne ovnen med varmeenergi i længere vågetilstandsperioder.

Den ovenfor beskrevne type fordeler 13 har den fordel, at den praktisk taget ikke kræver meget mere plads end selve ovnen. Den er særlig nyttig, når opfin-25 delsen tages i brug ved konvertering af en ovn, der fungerer med fossilt brændsel til en elektrisk ovn. Når det drejer sig om ovne med brændere, tilføres råmaterialet sædvanligvis ved et punkt i den ene ende af karret. I så fald er der ikke rundt om ovnen tilstrækkelig plads til 30 at der kan anbringes pladskrævende fødemidler.

Når der ikke er pladsmæssige problemer, kan man anvende andre fødemidler, navnlig et ovenover karret bevægeligt transportbånd. I så fald placeres transportøren 27 DK 173069 B1 langs den ene side af karret og transportøren har tilstrækkelig længde til at dens ende kan nå frem til den anden side af karret, når transportøren bevæger sig.

Denne løsning indebærer dog, at der langs den ene side 5 af karret, skal være tilstrækkelig plads svarende til bredden af karret, når transportøren befinder sig i "tilbagetrukket" stilling med enden ved den nærmeste side af karret.

Uanset hvilken form for materialetilførsel man 10 vælger, skal udstyret placeres oven over elektroderne og deres holdere som vist navnlig i fig. 8. Materialetilførslen foregår ensartet uden hensyntagen til tilstedeværelsen af elektroderne og de tilhørende bestanddele i banen for det faldende materiale. I praksis har elektro-15 derne og deres holdere et tilstrækkeligt lille tværsnitareal til ikke at stå i vejen for en passende fordeling.

For desuden at undgå opsamling af råmateriale på armene 18, er det hensigtsmæssigt at udforme disse arme med rund profil, eksempelvis cylindrisk tværsnitsform.

20 Af hensyn til ændringer i driftsforholdene med heraf følgende udskiftning af elektroder eller 1 forbindelse med køring af ovnen i vågetilstand er det hensigtsmæssigt at kunne fjerne elektroderne fra smeltebadet. Fig. 8 viser en særlig enkel udførelsesfonn, der 25 gør det muligt at fjerne elektroden. I den viste udførelsesform er elektroden påmonteret enden af en arm 18, der som det beskrives nærmere senere, indeholder de elektriske ledere og kredsen for kølefluidum.

Armen 18 er drejelig lejret om en aksel 19, så-30 ledes at armen og elektroden kan vippes ud af ovnen. Med henblik herpå vælges foraen af armen og beliggenheden af ledforbindelsespunktet 1 afhængighed at det disponible mellemrum mellem overkanten af sidevæggene 8 og de 28 DK 173069 B1 ovenover karret beliggende ildfaste dele. Denne disposition er desto nemmere at tage i brug som ovnen har små dimensioner. Udover en vis længde kan armen 18 ikke udføres som vippearm. I så fald er det for den udførel-5 sesform for ovnen, der er vist i fig. 1 og 2 hensigtsmæssigt at sørge for at de elektrodebærende arme opstilles således, at der er 3 arme på den ene side af ovnen og 3 på den anden side af ovnen. Der kan imidlertid anvendes andre arrangementer, hvormed elektroderne og de-10 res holdere kan føres ind og ud fra den ene side af ovnen, under alle omstændigheder vil sådanne løsninger, der for eksempel kræver brug af arme, som både kan udføre rotation og translation, kunne tages i brug når der i ovnen er mere end to rækker elektroder.

15 Bevægeligheden af elektrodeholderen i et vandret plan er iøvrigt nødvendig, når man for særlige driftsforhold ønsker at ændre elektrodernes indbyrdes placering. Denne bevægelighed kan opnås med almindelige midler, for eksempel ved at anbringe det elektrodebærende 20 arrangement 19 på en slæde eller ved at anvende en teleskoparm 18.

Et særligt træk ved midlerne til udøvelse af opfindelsen ligger i, at elektrodens neddykningsdybde er indstillelig. I den tidligere kendte teknik findes der 25 også systemer, som tillader at ændre neddykningsdybden, men en sådan ændring fører sædvanligvis til en forskydning af selve elektrodelegemet i et indviklet arrangement, der danner elektrodeholder eller ved forskydning af selve holderen.

30 Den anden løsning er ikke tilfredsstillende, af følgende årsager. De elektroder, der bruges til elektrisk smeltning af glas, består af molybdæn, medens holderne sædvanligvis består af ildfast stål. For at undgå 29 DK 173069 B1 oxydation af molybdæn ved kontakt med luft, befinder overgangen fra elektrode til holder sig sædvanligvis nede 1 smeltebadet, således at hele molybdænlegemet er neddykket og dermed beskyttet mod oxydation ved kontakt 5 med atmosfæren. Til gengæld er neddykningsdybden for selve holderen begrænset til et absolut minimum for at forhindre et for hurtigt slid på dette sted, selv om enden af holderen, netop med henblik på at undgå dette slid, udsættes for en kraftig afkøling. Det vil derfor 10 ikke være hensigtsmæssigt at ændre neddykningsdybden for elektroden ved at ændre neddykningsdybden for selve holderen, som bør holdes i konstant position i forhold til overfladen på smeltebadet.

Hvad angår den første løsning, nemlig den, hvori 15 elektroden kan forskydes i en bærende kappe, kræver den mekanismer, der under hensyntagen til opstillingen af holderne i henhold til opfindelsen nødvendigvis må befinde sig på den del af holderen, der ligger inden for ovnen. Dette ville Indebære forøget rumfang for holde-20 ren. Da man som tidligere nævnt, af hensyn til en passende uddeling af råmaterialet, ønsker at udforme holderen med så små dimensioner som muligt, er en sådan løsning derfor uhensigtsmæssig. Dertil kommer, at placeringen af en justeringsmekanisme inden i ovnen og de krav, 25 der stilles til en sådan mekanisme, selv om den er enkel, samt de betragtninger, der knytter sig til oxydation, ikke fremmer levetiden.

I henhold til opfindelsen foregår indstillingen af elektrodens neddykningsdybde ved passende valg af 30 elektrodelegemet. Udskiftningen af en elektrode med en anden er en relativ nem operation, for de angivne udfø-relselsformer. vipningen af armen 18 gør elektrodelegemet direkte tilgængeligt. Fastgørelsen af dette legeme 30 DK 173069 B1 til armen kan som vist i fig. 10 være relativt enkel.

Der kan for eksempel være tale om at skrue elektrodelegemet 7 på den tilsvarende gevindskårne ende 20 af holderen.

5 I den i fig. 10 viste udførelsesform består elek trodeholderen af to dele. Den første del udgøres af armen 18, hvori der er indlagt kanaler 21 og 22 til cirkulation af kølevæske. Armen 18 bærer også et elektrisk kabel 23. Rørledningerne 21 og 22 samt ka-10 blet er fastgjort til en isolerende plade 24 på hvilken der er anbragt en tilsvarende, ledende plade 25, der er fastforbundet med elektrodeholderen 26.

Holderen 26 består af to cylindriske, koncentriske rør, der tilsammen skaber cirkulationskanal for 15 kølevæsken frem til den elektrodebærende ende 20. For at sikre en god beskyttelse af overgangen mellem holderen 26 og elektrodelegemet 7 er det indre rør 27 fortrinsvis forlænget inden i den gevindskårne prop 20, der lukker enden af det ydre rør 28.

20 I denne udførelsesform er overgangen mellem armen 18 og holderen 26 beliggende et godt stykke inden i ovnen. Med andre ord vil samtlige tilkoblinger for rørledningerne 21 og 22 for kølevæsken og for det elektriske kabel blive udsat for høje temperaturer. I prak-25 sis er det mere hensigtsmæssigt at udforme dette arrangement således, at disse tilkoblinger befinder sig uden for ovnen eller i det mindste uden for ovnens sidevægge.

Claims (9)

1. 2. Fremgangsmåde ifølge krav i, kendetegnet ved, at neddykningsdybden for elektroderne i driftstilstanden er på maksimalt % af dybden af smelte-15 badet, fortrinsvis på maksimalt det halve af dybden af smeltebadet.
2. 4. Ovn til elektrisk smeltning af glasmateriale under udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav l, og hvor smelteenergien udvikles ved Joule-effekt i smelteovnen, 20 der indbefatter et ildfast kar, og hvor smelteelektroderne er neddykket vertikalt fra overfladen af badet (9) og igennem det lag råmateriale (10), der skal smeltes og som overdækker badet, kendetegnet ved, at elektroderne (7) er placeret i en afstand fra karrets . 25 ildfaste vægge (8) på i det mindste det halve af afstanden mellem to ved siden af hinanden beliggende elektroder, at smeltebadets dybde er på mindst 500 mm, at elektroderne (7) bæres af bevægelige holdere (18, 26), at forbindelsen mellem holder og elektrode befinder sig u-30 middelbart under smeltebadets overflade, og at elektrodernes (7) bestanddele er udskiftelige, idet et sæt længdeforskellige elementer giver mulighed for at ændre neddykningsdybden og derved at ændre niveauet for den DK 173069 B1 zone af smeltebadet, der er bragt op på den højeste temperatur.
3. 5. Ovn ifølge krav 4, kendetegnet ved, at elektroderne (7) fødes med trefaset strøm og har 5 regelmæssig fordeling over badets overflade, at disse elektroder er fordelt i et ordnet arrangement omfattende mindst to rækker å tre elektroder, at elektroderne i den ene række fødes med hver sin fase (R S, T), medens elektroderne 1 den anden række fødes med hver sin fase i om- 10 vendt rækkefølge (T, S, R) således, at midterelektroderne indbyrdes er i fase, medens yderelektroderne i rækkerne indbyrdes har forskellig fase, at afstanden mellem to rækker tilnærmelsesvis er lig med afstanden mellem karrets ildfaste vægge (8) og de nærmeste elektroder og 15 er på i det mindste det halve af afstanden mellem to ved siden af hinanden beliggende elektroder.
4. 6. Ovn ifølge krav 4 eller 5, kendetegnet ved, at der oven over smeltebadet findes et ildfast loft (12) og at elektroderne (7) og deres holdere 20 (18, 20) er indført i mellemrummet mellem loftet (12) og karret ved ovnens sidevægge, uden at gå igennem loftet.
5. 7. Ovn ifølge ethvert af kravene 4-6, kendetegnet ved, at elektroden (7) og dens holder (26) er påmonteret en ved en aksel (19) drejeligt lejret 25 arm (18) og placeringen af akselen (19) er således, at elektroden og dens holder kan tages ud ved vipning af armen (18) om akselen (19).
6. 8. Ovn ifølge ethvert af kravene 4-7, kendetegnet ved, at det råmateriale, der skal smel- 30 tes, tilføres gennem fødemekanismer (13), som er placeret oven over elektroderne (7) og deres holdere (18, 26) og som er bevægelige, idet deres bevægelse oven over smeltekarret foregår således, at hele kararealet kan dækkes med råmateriale (10). DK 173069 Bf
7. 9. Ovn ifølge krav 8, kendetegnet ved, at fødemekanismerne (13) omfatter en fordeler (13), der strækker sig over hele bredden af karret, og som er bevægelig på skinner (14) i karrets længderetning.
8. 10. Ovn ifølge krav 9, kendetegnet ved et ved den ene ende af ovnen beliggende apparat (16) til påfyldning af fødemekanismen (13).
9. 11. Ovn ifølge krav 6, kendetegnet ved mindst én vertikal, bevægelig væg (17) indrettet til 10 sammen med loftet (12), i vågetilstanden at lukke rummet oven over smeltebadet til, og til i driftstilstanden at frigive mellem karret og loftet (12) det fornødne mellemrum til passage af fødemekanismen (13) for råsmelte-materialet.